課標(biāo)導(dǎo)航

課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：

1.收集資料，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，舉例說(shuō)明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 3.通過(guò)探究，理解楞次定律。理解法拉第電磁感應(yīng)定律。

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。

復(fù)習(xí)導(dǎo)航

本章內(nèi)容是兩年來(lái)高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，所占分值比重較大，復(fù)習(xí)時(shí)注意把握： 1. 磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別與聯(lián)系。

2. 楞次定律的應(yīng)用和右手定則的應(yīng)用，理解楞次定律中“阻礙”的具體含義。

3. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的定量計(jì)算，以及與電磁感應(yīng)現(xiàn)象相聯(lián)系的電路計(jì)算題（如電流、電壓、功

率等問(wèn)題）。

4. 滑軌類問(wèn)題是電磁感應(yīng)的綜合問(wèn)題，涉及力與運(yùn)動(dòng)、靜電場(chǎng)、電路結(jié)構(gòu)、磁場(chǎng)及能量、

動(dòng)量等知識(shí)、要花大力氣重點(diǎn)復(fù)習(xí)。

5. 電磁感應(yīng)中圖像分析、要理解E-t、I-t等圖像的物理意義和應(yīng)用。

第1課時(shí) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律

1、高考解讀

真題品析

知識(shí)：安培力的大小與方向

例1. （09年上海物理）13．如圖，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域cdef

內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后，圓環(huán)L有__________（填收縮、擴(kuò)張）趨勢(shì)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流_______________（填變大、變小、不變）。

解析：由于金屬棒ab在恒力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則abcd回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于只面向外的磁場(chǎng)，隨著金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的磁通量將增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)的磁通量將增大；又由于金屬棒向右運(yùn)動(dòng)的加速度減小，單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。

答案：收縮，變小

點(diǎn)評(píng)：深刻領(lǐng)會(huì)楞次定律的內(nèi)涵 熱點(diǎn)關(guān)注

知識(shí)：電磁感應(yīng)中的感應(yīng)再感應(yīng)問(wèn)題

例8、如圖所示水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、

MN,當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng).則PQ所

做的運(yùn)動(dòng)可能是

A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向右加速運(yùn)動(dòng) C.向左加速運(yùn)動(dòng) D.向左減速運(yùn)動(dòng)

解析:當(dāng)MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則可在通過(guò)MN的電流方向?yàn)镸 N,故線圈B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上;要產(chǎn)生該方向的磁場(chǎng),則線圈A中的磁場(chǎng)方向向上,磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度則減弱;磁場(chǎng)方向向下,磁場(chǎng)強(qiáng)度則增加.若是第一種情況,則PQ中感應(yīng)電流方向QP,且減速運(yùn)動(dòng),所以PQ應(yīng)向右減速運(yùn)動(dòng);同理,則向右加速運(yùn)動(dòng).故BC項(xiàng)正確.

答案：BC

點(diǎn)評(píng)：二次感應(yīng)問(wèn)題是兩次利用楞次定律進(jìn)行分析的問(wèn)題，能夠有效考查對(duì)楞次定律的理解是準(zhǔn)確、清晰。要注意：B線圈中感應(yīng)電流的方向決定A線圈中磁場(chǎng)的方向，B線圈中電流的變化情況決定A線圈中磁通量的變化情況，把握好這兩點(diǎn)即可結(jié)合楞次定律順利解決此類問(wèn)題

2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

考點(diǎn)1：磁通量 考點(diǎn)2.

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 考點(diǎn)3.

楞次定律

1. 內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的變化. 2. 對(duì)“阻礙”意義的理解：增反減同，來(lái)斥去吸

（1）阻礙原磁場(chǎng)的變化?！白璧K”不是阻止，而是“延緩”，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)不會(huì)阻止原磁場(chǎng)的變化，只能使原磁場(chǎng)的變化被延緩或者說(shuō)被遲滯了，如果原磁場(chǎng)不變化，即使它再?gòu)?qiáng)，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．

（2）阻礙不一定是減?。?dāng)原磁通減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相同，以阻礙其減??；當(dāng)原磁通增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反，以阻礙其增加 ． （3）楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn) 3. 應(yīng)用楞次定律的步驟

⑴確定引起感應(yīng)電流的原磁通量的方向 ⑵原磁通量是增加還是減小 ⑶確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向

⑷利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向

4. 右手定則：用來(lái)直接判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向.

3、復(fù)習(xí)方案

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)

重難點(diǎn)：感應(yīng)電流方向的判斷

（原創(chuàng)）例3.導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，當(dāng)線框自左向右勻速通過(guò)直導(dǎo)線的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流如何流動(dòng)？

解析：畫出磁場(chǎng)的分布情況如圖示：開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A位置，向外的磁通量增加，I 的方向?yàn)轫槙r(shí)針，當(dāng)dc邊進(jìn)入直導(dǎo)線右側(cè),直到線框在正中間位置B時(shí),向外的磁通量減少到0, I 的方向?yàn)槟鏁r(shí)針, 接著運(yùn)動(dòng)到C,向里的磁通量增加, I 的方向?yàn)槟鏁r(shí)針, 當(dāng)ab邊離開(kāi)直導(dǎo)線后,向里的磁通量減少,I方向?yàn)轫槙r(shí)針.

答案：感應(yīng)電流的方向先是順時(shí)針，接著為逆時(shí)針，然后又為順時(shí)針。 典型例題：

(原創(chuàng))例4．如圖所示，a、b、c、d為四根相同的銅棒, c、

d固定在同一水平面上，a、b對(duì)稱地放在c、d棒上，它們接

觸良好，O點(diǎn)為四根棒圍成的矩形的幾何中心，一條形磁鐵沿豎直方向向O點(diǎn)落下，則ab可能發(fā)生的情況是： ( )

(A) 保持靜止 ； (B) 分別遠(yuǎn)離O點(diǎn)； (C) 分別向O點(diǎn)靠近； (D) 無(wú)法判斷。

解析：當(dāng)磁體向下時(shí)，穿過(guò)矩形的磁通量增加，矩形有縮小的趨勢(shì)。 答案：C

點(diǎn)評(píng)：理解好楞次定律的內(nèi)涵，是解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象的至關(guān)因素。

第2課時(shí) 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感

1、高考解讀

真題品析

知識(shí)：楞次定律、安培力、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、左手定則、右手定則

例1. （09年山東卷）21．如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是

A．感應(yīng)電流方向不變 B． CD段直線始終不受安培力 C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E?1?Bav 4解析：A選項(xiàng)在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔?，A正確。

B選項(xiàng)根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。

C選項(xiàng)當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大E=Bav，C正確

1B??a2??2D選項(xiàng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E?，D正確。 ?2a?tv答案：ACD

點(diǎn)評(píng)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E???只能來(lái)計(jì)算平均值，利用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E?Blv計(jì)算時(shí)，?tl應(yīng)是等效長(zhǎng)度，即垂直切割磁感線的長(zhǎng)度。 熱點(diǎn)關(guān)注：

知識(shí)：導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線的計(jì)算公式

例2. 水平放置的金屬框架abcd，寬度為0.5m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面成30°角，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，框架電阻不計(jì)，金屬桿MN置于框架上可以無(wú)摩擦地滑動(dòng)，

MN的質(zhì)量0.05kg，電阻Ω，試求當(dāng)MN的水平速度為多大時(shí)，它對(duì)框架的壓力恰為零，此時(shí)水平拉力應(yīng)為多大? 解析：

點(diǎn)評(píng)：請(qǐng)注意

1． E=BLV的適用條件 2． 受力圖正確 3． 力的處理恰當(dāng)

2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

考點(diǎn)1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

1. 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分相當(dāng)于電源. 2. 法拉第電磁感應(yīng)定律：

(1)電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一回路的磁通量的變化率成正比，即

E?N??， N為線圈匝數(shù) ?t（2）區(qū)別磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率.

考點(diǎn)2.自感

3、復(fù)習(xí)方案

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)

重難點(diǎn)：帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) （改編）例3.

彩色電視機(jī)的電源輸人端裝有電

源濾波器，其電路圖如圖所示，元件 L1 , L2 是兩個(gè)電感線圈，它們的自感系數(shù)很大， F 是保險(xiǎn)絲，

R 是壓敏電阻（正常情況下阻值很大，但電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，阻值會(huì)迅速變小，可以保護(hù)與

其并聯(lián)的元件）,C1, C2 是電容器，S為電視機(jī)開(kāi)關(guān)，在電視機(jī)正常工作時(shí)，若小明在沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S 時(shí),就拔去電源插頭,則以下說(shuō)法正確的是 （ ） A. F 可能被熔斷 B. F 不可能被熔斷 C. C1可能被損壞 D. C2可能被損壞

解析：先拔去電源插頭，保險(xiǎn)絲不形成回路，不會(huì)熔斷。開(kāi)關(guān)S未斷開(kāi)，由于自感作用，L中電流不會(huì)突變，在R兩端產(chǎn)生高電壓，R阻值迅速變小， C1兩端電壓迅速變小，

C1不會(huì)被損壞，高電壓都加在C2上， C2可能被損壞。

答案：BD

典型例題：

（改編）例4．如圖，一圓環(huán)與外切正方形線框均由相同的絕緣導(dǎo)線制成，并各自形成閉合回路，勻強(qiáng)磁場(chǎng)布滿整個(gè)方形線框，當(dāng)磁場(chǎng)均勻變化時(shí)，線框和圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比是多大？感應(yīng)電流之比等于多少？

解析：設(shè)正方形邊長(zhǎng)為2a，則圓環(huán)半徑為a， 兩者面積之比為 S1/S2=4a2/πa2=4/π, 電阻之比為 R1/R2=8a/2πa=4/π E =ΔΦ/Δt =SΔB/Δt ∝S E1 / E2= S1/S2=4a2/ π a2=4/π,

I1E1R2???1 I2E2R1答案：電動(dòng)勢(shì)之比4/π，電流之比1：1

例5.矩形形線框abcd繞OO 軸在磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以2 r/s 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知ab =20cm，bd=40cm，匝數(shù)為100匝，當(dāng)線框從如圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90°，則線圈中磁通量的變化量ΔΦ等于多少？磁通量平均變化率為多少？線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為多少？ 解析：轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，線圈中磁通量的變化量ΔΦ=BS – 0 = Wb 周期為 T=1/2= Δt =1/4 T=0. 125s ΔΦ/Δt = = Wb／s， E=nΔΦ/Δt = 答案： Wb／s， 點(diǎn)評(píng)：

第3課時(shí) 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用

1、高考解讀

真題品析

知識(shí)：電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題

例1. （09年廣東物理）18.（15分）如圖18（a）所示，一個(gè)電阻值為R ，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖

18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)

（1）通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向；

（2）通過(guò)電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。

解析：⑴由圖象分析可知，0至t1時(shí)間內(nèi) 由法拉第電磁感應(yīng)定律有E?n2而s??r2

?BB0? ?tt0???B?n?s ?t?t由閉合電路歐姆定律有I1?聯(lián)立以上各式解得

E

R1?RnB0?r22通過(guò)電阻R1上的電流大小為I1?

3Rt0 由楞次定律可判斷通過(guò)電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到a

nB0?r22t1⑵通過(guò)電阻R1上的電量q?I1t1?

3Rt02n2B02?2r24t1通過(guò)電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q?IR1t1? 29Rt021

nB0?r22答案：（1）I1?，電流方向?yàn)閺腷到a

3Rt0nB0?r22t12n2B02?2r24t12（2）q?I1t1?Q?I1R1t1?3Rt0，9Rt02

點(diǎn)評(píng)： 熱點(diǎn)關(guān)注

知識(shí)：電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

答案：⑴V2?V1?BLV1fRf＜BL ⑵

RB2L2B2L2(V1?V2)?fE2[BL(V1?V2)]2f2RR??22 ⑷a?⑶P 電?RRmBL點(diǎn)評(píng)：電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題解題步驟： ①受力分析（標(biāo)上V，a方向）、過(guò)程分析 ② 交代隱含條件，書寫方程

2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

考點(diǎn)1.

電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

1.電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題，不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左右手定則、安培力的計(jì)算公式等，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)應(yīng)用。

2.電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析，思考方法是：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)線受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化→……周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)．

考點(diǎn)2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例

1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，將它們接上電阻等用電器，便可對(duì)用電器供電，在回路中形成電流；將它們接上電容器，便可使電容器充電，因此電磁感應(yīng)問(wèn)題又往往跟電路問(wèn)題聯(lián)系在一起。解決這類問(wèn)題，不僅要考慮電磁感應(yīng)中的有關(guān)規(guī)律，如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等，還要應(yīng)用電路中的有關(guān)規(guī)律，如歐姆定律、串聯(lián)、并聯(lián)電路電路的性質(zhì)等。 2. 解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題，必須按題意畫出等效電路圖，將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等效于電源電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體的電阻等效于內(nèi)電阻，求電動(dòng)勢(shì)要用電磁感應(yīng)定律，其余問(wèn)題

為電路分析及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。 3. 一般解此類問(wèn)題的基本思路是：

①明確哪一部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則這部分電路就是等效電源 ②正確分析電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖 ③結(jié)合有關(guān)的電路規(guī)律建立方程求解．

考點(diǎn)3.電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題

1. 產(chǎn)生和維持感應(yīng)電流的存在的過(guò)程就是其它形式的能量轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流電能的過(guò)程。 導(dǎo)體在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前,外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生感應(yīng)電流的電能或最后在轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分用于增加導(dǎo)體的動(dòng)能，即

導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)（作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能或最后

2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，能量是守恒的。楞次定律與能量守恒定律是相符合的，認(rèn)真分析電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化，熟練地應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是求解叫復(fù)雜的電磁感應(yīng)問(wèn)題常用的簡(jiǎn)便方法。

3.安培力做正功和克服安培力做功的區(qū)別：

電磁感應(yīng)的過(guò)程，同時(shí)總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，當(dāng)外力克服安培力做功時(shí)，就有其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。

4.在較復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及求解耳熱的問(wèn)題。尤其是變化的安培力，不能直接由Q=IRt解，用能量守恒的方法就可以不必追究變力、變電流做功的具體細(xì)節(jié)，只需弄清能量的轉(zhuǎn)化途徑，注意分清有多少種形式的能在相互轉(zhuǎn)化，用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律就可求

2

在轉(zhuǎn)化為焦耳熱

解，而用能量的轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)，只需從全過(guò)程考慮，不涉及電流的產(chǎn)生過(guò)程，計(jì)算簡(jiǎn)便。這樣用守恒定律求解的方法最大特點(diǎn)是省去許多細(xì)節(jié)，解題簡(jiǎn)捷、方便。

考點(diǎn)4.電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題

1.電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像，即B-t圖像、Φ-t圖像、E-t 圖像和I-t圖像等。對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像。

2. 這些圖像問(wèn)題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量。

3. 不管是何種類型，電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題常需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決。

3、復(fù)習(xí)方案

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)：

重難點(diǎn)：電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題

答案：C 典型例題

答案：（1）V2?(mg?f)R 22Ba（2）V1?(mg)2?f2)RB2a2

3mR2[(mg)2?f2]?(mg?f)(a?b) （3）Q?2B4a4點(diǎn)評(píng)：1.第⑵問(wèn)還可以選其他過(guò)程用動(dòng)能定理，還可以用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 2．第⑶問(wèn)還可以用能量守恒，但容易漏掉摩擦生熱

第4課時(shí) 電磁感應(yīng)單元測(cè)試

1．如圖1所示，導(dǎo)體棒ab、cd均可在各自的導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)， 磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B1、B2的方向如圖，大小隨時(shí)間變化的情況如圖2所示。在0–t1時(shí) 間內(nèi)( )

A．若ab不動(dòng)，則ab、cd中均無(wú)感應(yīng)電流

B．若ab不動(dòng)，則ab中有恒定的感應(yīng)電流，但cd中無(wú)感應(yīng)電流 C．若ab向左勻速運(yùn)動(dòng)，則ab中有從a到b的感應(yīng)電流，cd向右運(yùn)動(dòng)

D．若ab向左勻速運(yùn)動(dòng)，則ab中有從a到b的感應(yīng)電流，cd向左運(yùn)動(dòng)

2．如圖所示，等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，另有一等腰直角三角形導(dǎo)線框ABC

以恒定的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向穿過(guò)磁場(chǎng)，穿越過(guò)程中速度始終與AB邊垂直且保持AC平行于OQ。關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，以下說(shuō)法中正確的是( ) A．開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?B．開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最大 C．開(kāi)始穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?D．開(kāi)始穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最大

3．如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌一端連接電阻RE，其它電阻均不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止起向右運(yùn)動(dòng)，則 A．隨著ab運(yùn)動(dòng)速度的增大，其加速度也增大 B．外力F對(duì)ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能

C．當(dāng)ab做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力F做功的功率等于電路中的電功率 D．無(wú)論ab做何種運(yùn)動(dòng)，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能

4．單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)線框的最大磁通量為Φm，線框中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em。下列說(shuō)法中正確的是( ) A．在穿過(guò)線框的磁通量為B．在穿過(guò)線框的磁通量為

（ ）

?mE的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為m 22Em?m的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

22C．線框每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中的感應(yīng)電流方向改變一次 D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

Em ?m5．在光滑的水平地面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向向反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大。一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為v/2，則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．此時(shí)圓環(huán)中的電功率為

4Bav R

222

B．此時(shí)圓環(huán)的加速度為

4B2a2vmRC．此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為

?Ba2R2

D．此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv

6.如圖所示，LOO’L’為一折線，它所形成的兩個(gè)角∠LOO’和∠OO’L‘均為45。折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直O(jiān)O’的方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時(shí)間（I—t）關(guān)系的是（時(shí)間以l/v為單位） （ ）

0

7．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與阻值為R的定值電阻相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，磁感強(qiáng)度為B．有一質(zhì)量為m長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲平行斜面的大小為v的初速向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)ab的位置，滑行的距離為s，導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

R θ ＇＇

B a θ v b a/R1 b/sμ．則( ) A．上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為Blv/R

B．上滑過(guò)程中安培力、滑動(dòng)摩擦力和重力對(duì)導(dǎo)體棒做的總功為mv/2 C．上滑過(guò)程中電流做功發(fā)出的熱量為mv/2－mgs (sinθ＋μcosθ)

2

2

22

第7題圖

D．上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為mv/2－mgs sinθ 8．如圖所示，光滑U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)。QM之間接有阻值為R的電阻，其余部分電阻不計(jì)。一質(zhì)量為m，電阻為R

的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，給棒一個(gè)水平向右的初速度v0使之開(kāi)始滑行，最后停在導(dǎo)軌上。由以上條件，在此過(guò)程中可求出的物理量有（ ） A．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 C．a(chǎn)b棒運(yùn)動(dòng)的位移

9.如圖，寬為L(zhǎng)=1m的U形導(dǎo)體框架abcd水平放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直且隨時(shí)間不斷變化。長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m導(dǎo)體棒MN垂直放置于某處，t=0s時(shí)起向右運(yùn)動(dòng)，閉合電路中始終沒(méi)有電流。取導(dǎo)軌最左端x=0，已知導(dǎo)體棒t1=1s時(shí)x1=1m，速度v1=1m/s，磁場(chǎng)B1=，磁場(chǎng)變化率大小(t2=1s時(shí)，x2=3m，磁場(chǎng)為B2，磁場(chǎng)變化率大小為(A．(

B．通過(guò)電阻R的總電荷量 D．a(chǎn)b棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

2

?B)1；?t?B速度為v2=2m/s。以下正確的是（ ） )2，

?t?B?B)1=3 T/s，B2= T， B．()1= T/s，B2=， ?t?t?B?BC． ()2=1T/s， D． ()2=2 T/s，

?t?t

10．動(dòng)圈式話筒和磁帶錄音機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，圖甲所示是話筒原理，圖乙所示是錄音機(jī)的錄音、放音原理圖，由圖可知: 其中正確的是（ ） A．話筒工作時(shí)錄音磁鐵不動(dòng)，線圈振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流. B．錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場(chǎng)在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) D．錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)

11．如圖所

示是磁懸浮的原理，圖中P是柱形

磁鐵，Q是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)Q水平放在磁鐵P上，它就能在磁力的作用下縣浮的磁鐵P的上方，下列敘述正確的是 （ ） A．Q放入磁場(chǎng)的過(guò)程中，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失 B．Q放入磁場(chǎng)的過(guò)程中，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在 C．如果P的N極朝上，Q中感應(yīng)電流的方向如圖所示

D．如果P的S極朝上，Q中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反

12．某勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)一個(gè)線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖線所示。若在某1s內(nèi)穿過(guò)線圈中磁通量的變化量為零，則該1s 開(kāi)始的時(shí)刻是 （ ） A．第 B。第 s 12C．第 s D。第 s

33

13．如圖所示電路，L是自感系數(shù)較大的線圈，在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片

P從B端迅速滑向A端的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)AB中點(diǎn)C時(shí)通過(guò)線圈的電流為I1 ；P從A端迅速滑向B端的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)通過(guò)線圈的電流為I2；P固定在C點(diǎn)不動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)通過(guò)線圈的電流為I0。則 ( )

A.I1?I2?I0 B.I1?I0?I2 C.I1?I2?I0 D.I1?I0?I2

－＋－＋ 14．現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如右圖連接．在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)．由此可以推斷( B )

2 0 2 A P － ＋ B A．線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器的滑片P向右加速滑動(dòng)，都引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn) C．滑動(dòng)變阻器的片P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在 D．因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向

15．如圖，兩根平行的光滑導(dǎo)軌豎直放置，處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab接

在兩導(dǎo)軌之間，在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)讓ab自由下落，ab下落過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌接觸良好，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)。ab下落一段時(shí)間后開(kāi)關(guān)閉合，從開(kāi)關(guān)閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，ab下滑速度v隨時(shí)間變化的圖象不可能是（ ）

16．如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdef位于紙面內(nèi)，況的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場(chǎng)的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時(shí)刻開(kāi)始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。以a→b→c→d→e→f為線框中的電動(dòng)勢(shì)ε的正方向，以下四個(gè)ε-t關(guān)系示意圖中正確的是 ( )

17．如圖所示，光滑U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)。QM之間接有阻值為R的電阻，其余部分電阻不計(jì)。一質(zhì)量為M，電阻為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，給棒一個(gè)水平向右的初速度v0使之開(kāi)始滑行，最后停在導(dǎo)軌上。由以上條件，在此過(guò)程中可求出的物理量有（ ） A．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 B．通過(guò)電阻R的總電量 C．a(chǎn)b棒運(yùn)動(dòng)的位移 D．a(chǎn)b棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

18.如圖所示，一面積為S的單匝矩形線圈處于一個(gè)交變的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律為B?B0sin?t。下列說(shuō)法正確的是( ) A、線框中會(huì)產(chǎn)生方向不斷變化的交變電流 B、在t?M

B Q a v0 P b N 2??時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流將達(dá)到最大值

C、對(duì)應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝B0的時(shí)刻，線框中感應(yīng)電流也一定為零

D、若只增大磁場(chǎng)交變頻率，則線框中感應(yīng)電流的頻率也將同倍數(shù)增加，但有效值不變

19．如圖所示，在水平面內(nèi)固定一個(gè)“U”形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，不計(jì) 它們間的摩擦，在豎直方向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則( ) A．若磁場(chǎng)方向豎直向上并增大時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) B．若磁場(chǎng)方向豎直向上并減小時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) C．若磁場(chǎng)方向豎直向下并增大時(shí)，桿ab將向右移動(dòng) D．若磁場(chǎng)方向豎直向下并減小時(shí)，桿ab將向右移動(dòng)

20．如圖20所示，豎直面內(nèi)的水平虛線上方是一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈，線圈越過(guò)虛線進(jìn)入磁場(chǎng)，最后又落回到原處，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終垂直于磁場(chǎng)，且上下兩邊保持水平，不計(jì)空氣阻力，則( )

A．上升過(guò)程中克服磁場(chǎng)力做的功大于下降過(guò)程中克服磁場(chǎng)力做的功 B．上升過(guò)程中克服磁場(chǎng)力做的功等于下降過(guò)程中克服磁場(chǎng)力做的功 C．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力的平均功率 D．上升過(guò)程中克服重力做功的平均功率等于下降過(guò)程中重力的平均功率

21．如圖所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)，導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度按下列哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力 （ ）

d c

圖20

a

b

a b B t A

B t B

B t C

B t D

0 0 0 0

22.如圖所示，水平放置的光滑金屬框abcd單位長(zhǎng)度電阻為r，bc=L，ab=cd=2L。長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體桿MN放在金屬框上，并以勻速v從最左端向右平動(dòng)。導(dǎo)體桿MN單位長(zhǎng)度電阻值為2r。整個(gè)空間充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直紙面(abcd平面)向里。求： （1）當(dāng)導(dǎo)體桿MN的位移s1?L時(shí)，MN兩端的電壓多大？ 2（2）在上述位置外力F的大小是多少？

（3）當(dāng)導(dǎo)體桿MN的位移s2為多大時(shí)金屬框上消耗的電功率最大？最大功率為多少？

23.如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為0.5m，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左

M a × × × × × × v × × × B × × × × × × × × × b

d N c

做勻速直線運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為0.1kg的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，其邊長(zhǎng)為0.1m，每邊電阻均為Ω。線框的兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框abcd向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力，g=10 m/s，求： ⑴通過(guò)ab邊的電流Iab是多大？ ⑵導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大？

24．如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面夾角為?，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，與導(dǎo)軌上端相連的電源電動(dòng)勢(shì)E=，內(nèi)阻r

2

=Ω，水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R=Ω，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=Ω，電路中其它電阻不計(jì)。當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與1接通時(shí)，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求： （1）磁場(chǎng)的方向；

（2）S與1接通時(shí)，導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，單位時(shí)間（1s）內(nèi)掃過(guò)的最大面積。

25.如圖甲所示，在虛線框兩側(cè)區(qū)域存在有大小為B、方向分別

a(a’) b(b’a’ b’ B B B B

a b 甲乙

為水平向左和水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。用薄金屬條制成的閉合正方形框aa’b’b邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，電阻為R?，F(xiàn)將金屬方框水平地放在磁場(chǎng)中，aa’邊、bb’邊分別位于左、右兩邊的磁場(chǎng)中，方向均與磁場(chǎng)方向垂直，乙圖是從上向下看的俯視圖。金屬方框由靜止開(kāi)始下落，其平面在下落過(guò)程中保持水平（不計(jì)空氣阻力）。 （1）請(qǐng)根據(jù)乙圖指出下落時(shí)方框中感應(yīng)電流的方向；

（2）求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng)）； （3）當(dāng)方框下落的加速度為 時(shí)，求方框內(nèi)感應(yīng)電流的功率P；

2

（4）從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間t，方框下落高度為h，速度為vt（vt26.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)固定平行金屬導(dǎo)軌位于傾角??30?的斜面上，導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R?20?的電阻，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L?2m，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B?1T。質(zhì)量m?0.1kg、連入電路的電阻

gr?10?的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，當(dāng)金屬棒ab下滑高度h?3m時(shí)，速度恰好達(dá)

到最大值v?2m/s。金屬棒ab在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌良好接觸g取

10m/s2。求：

（1）金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的減少量。

（2）金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌上端電阻R中產(chǎn)生的熱量。

第5課時(shí) 電磁感應(yīng)單元測(cè)試答案

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11111117 11221 2 3 4 5 6 BBCBAD CABBACB B B B D C ABC 8 9 0 1 A BAA C C D C D

D D C D D C 22.解析：（1）導(dǎo)體棒MN運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

??BLv

導(dǎo)體棒MN的電阻為

rMN?2Lr

當(dāng)導(dǎo)體桿MN的位移s1?L時(shí),導(dǎo)體桿右側(cè)金屬框的電阻為 2

R?4Lr

M a × × × × × × v × × × B × × × × × × × × × b

此時(shí)MN兩端的電壓為

UMN?R2??BLv

R?rMN3

d N c

（2）在上述位置時(shí)感應(yīng)電流大小為

I??R?rMN?BLvBv? 6Lr6r

B2Lv安培力大小FA?BIL?

6rB2LvF?FA?

6r2

由于導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動(dòng)，外力F等于安培力，即

（3）金屬框上消耗的電功率為

???B2L2v2RB2L2v2 P????R?222224LrR?rR?4RLr?4LrMN??R?4Lr?R4L2r2當(dāng) R?，即R?2Lr時(shí)，P最大。

R此時(shí)有 R??5L?S2?r?2Lr 可得

s2?3L 2

B2L2v2B2Lv2?此時(shí)最大功率為 Pm? 8Lr8r

23.解析：⑴設(shè)通過(guò)正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有：

3I 41Icd?I

4Iab?金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有：

mg?B2IabL2?B2IdcL2

聯(lián)立三式解得：Iab?3mg 4B2L2⑵由⑴可得： I?mg B2L2設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，有：E＝B1L1v

設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則：

R?3r 4E R根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I?聯(lián)立解得：v?3mgr3?1?0.1??3m/s

4B1B2L1L24?0.5?1?0.5?0.124. 解析：（1）磁場(chǎng)的方向:垂直斜面向下 （2）當(dāng)S與1接通時(shí)

I總?E?R總E4.5??4.5A RR10.4?0.6r?R?R1R11I總??4.5?1.8A

R?R11.5?122導(dǎo)體棒上的電流I?導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率p?IR?1.8?1.5?4.86W （3）S與1接通時(shí)，導(dǎo)體棒平衡有：

F安?mgsin??0

BIL?mgsin??0

S與2接通后，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流，最后勻速運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)面積最大

'勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)F安?mgsin??0

I'?BLv R得單位時(shí)間掃過(guò)最大面積為

I'Rmgsin?RBILRIR1.8?1.52

S?Lv??????3.375?3.4m 22BB0.8BLBL25.解析：（1）順時(shí)針?lè)较?p>（2）最大速度時(shí)方框受到的安培力與重力平衡

22

2BLvm 4BLvm F安 = 2 BIL = 2B L = = mg

R Rvm = mgR22 4BL（3）ma = mg - F安 = mg - 2 BIL

mgm2g2R2

I = P= IR = 22

4BL16BL122

（4）mgh = mvt+ I0Rt I=

2

26.解析：（1）金屬棒ab機(jī)械能的減少量?E?mgh?2mgh-mvt

2Rt212mv?2.8J ① 2（2）速度最大時(shí)金屬棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e?BLv ② 產(chǎn)生的電流 I?e/(r?R/2) ③ 此時(shí)的安培力 F?BIL ④ 由題意可知，受摩擦力 f?mgsin30??F ⑤

由能量守恒得，損失的機(jī)械能等于金屬棒ab克服摩擦力做功和產(chǎn)生的電熱之和 電熱 Q??E?fh/sin30? ⑥ 上端電阻R中產(chǎn)生的熱量QR?Q/4 ⑦ 聯(lián)立①②③④⑤⑥⑦式得：QR?0.55J ⑧